U tehnologiji razdvajanja membrane, destilacija membrane (MD) postupno je postala važna metoda u području obrade vode zbog velike preciznosti odvajanja i prilagodljivosti izvora vode visoke salinosti. Međutim, dugoročni rad ovog procesa neizbježno je ograničen skaliranjem membrane. Kristalizacija i taloženje anorganskih soli (kao što su Caso₄ i Caco₃), kao i nakupljanje organske tvari (poput kompleksa huminske kiseline), mogu začepiti površinu ili pore membrane, čime se smanjuju vijek strujanja vode i skraćivanje membrane. Tradicionalna kontrola skaliranja u velikoj se mjeri oslanja na kemijske agense za prethodnu obradu i čišćenje, koji su, iako učinkoviti, povezani s velikom kemijskom potrošnjom, visokim operativnim troškovima i mogućim nuspojavama kao što su vlaženje pora na membrani. Posljednjih godina u proces MD -a uvedeni su mikro -mjehurići (MB) zbog svojih jedinstvenih fizikalno -kemijskih svojstava, pokazujući značajne prednosti u inhibiciji skaliranja i poboljšanju čišćenja membrane.
Prvo, uloga MB -a u inhibiranju skaliranja u MD -u uglavnom se odražava na dva aspekta: interfacijalna izolacija i smetnja nukleacije. Kad mikro-mjehurići uđu u membranski kanal, oni formiraju sićušna sučelja plina-tekućine na površini membrane, djelujući kao barijera koja djelomično blokira izravno taloženje iona i smanjuje vjerojatnost anorganskih kristala soli koji se pridržavaju membrane. Istodobno, sami MB -ovi mogu poslužiti kao mjesta nukleacije za kristalizaciju, vodeći soli do preferiranog nukleara i rastu u tekućoj fazi, a ne na površini membrane. Ovaj mehanizam značajno ublažava brzinu skaliranja. Studije su pokazale da se nakon uvođenja MB-a u simuliranu dovodnu vodu visoke saliniteta, kritični faktor koncentracije sustava (CCF) povećao s 1,2 na 1,95, što ukazuje na rizik odgođenog skaliranja. Iako se efekt MB-a protiv skaliranja smanjuje s višim temperaturama dovodne vode, u usporedbi s kontrolnim skupinama bez MBS-a, stabilnost sustava i dalje se značajno poboljšava.
Drugo, uvođenje MBS -a također može ublažiti organsko obrađivanje u MD -u. Huminska kiselina (HA) i njegovi kompleksi s kationima često uzrokuju jaka ispadanje tijekom postupka. MB se pričvršćuju na HA čestice, mijenjajući njihovu raspodjelu naboja i ζ-potencijal, suzbijajući tako interakcije HA-kationa i smanjujući vjerojatnost kombiniranog organsko-a-a-arganskih iscrpljenja. Eksperimentalni podaci pokazali su da se nakon dodavanja MBS -a, normalizirani tok vode poboljšao sa 19,7% na 37,0%, jasno pokazujući potencijal MB -a u ublažavanju organskog obračuna.
Osim anti-skaliranja, MBS također pokazuje izvanredne učinke u čišćenju oborenih membrana. Ruptura mjehurića u tekućini stvara trenutne mikro-mlaznice i lokalne turbulencije. Ovaj mehanički poremećaj pomaže u uklanjanju slojeva koji se već formiraju na površini membrane. Osobito pod umjerenim protokom protoka dovoda (npr. 0,4–0,8 l/min), turbulencija inducirana MBS -om je izraženija, što olakšava uklanjanje tvari za uklanjanje. Iako ovaj učinak čišćenja slabi pri većim brzinama protoka (npr. 1,2 L/min), MB i dalje ostaje učinkovit u uklanjanju anorganskih kristala i organskih naslaga. Kako se ova metoda fizičkog čišćenja ne oslanja na dodatne kemikalije, ona nudi prednosti u smanjenju operativnih troškova i utjecaja na okoliš.
Gledajući unaprijed, MB Technology ima široke izglede za aplikacije u MD -u. S jedne strane, u kombinaciji s optimizacijom procesa MD, moguće je dodatno odrediti optimalne uvjete ubrizgavanja za MB, poput koncentracije mjehurića, raspodjele veličine i brzine protoka dovoda, postižući na taj način dvostruko poboljšanje u inhibiciji i čišćenju skaliranja. S druge strane, MB-ovi mogu biti povezani s antiskalantčama s malim dozama ili strategijama kontrole temperature kako bi se stvorio "fizički + kemijski" hibridni sustav protiv skaliranja, uravnotežujući učinkovitost i isplativost. Treba, međutim, napomenuti da, unatoč obećavajućim rezultatima, stabilnost MBS-a pod visokim temperaturama i njihovi potencijalni dugoročni učinci na membranske materijalne strukture i dalje zahtijevaju daljnje istraživanje.
Zaključno, mikro -mjehurići u destilaciji membrane mogu učinkovito ublažiti kristalizaciju anorganske soli i organsko iscrpljivanje kroz interfacijalne učinke i turbulencije, a istovremeno pokazujući jedinstveno fizičko pojačanje u čišćenju membrane. Oni ne samo da doprinose poboljšanom toku vode i životnog vijeka produženog membrane, već nude i izvediv put kako bi se MD razvio prema zelenijim i više procesa uštede kemikalija. Uz kontinuirano istraživanje, očekuje se da će MB postati ključna komponenta u sustavu prevencije Skaliranja MD -a, ubrizgavajući novi zamah u održivi razvoj industrije za obradu vode.
